光伏材料的发展及应用
光伏材料的发展史
光伏材料的发展史
光伏材料的发展可以追溯到19世纪末，当时科学家们开始意识到光电效应的存在。
以下是光伏材料发展的主要历程：
1. 1839年，法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应，即光照射到某些材料表面时会产生电流。
2. 1883年，美国发明家查尔斯·福克斯在实验中使用了硒元素，成功制造出了第一块光电池。
这标志着光伏材料的早期应用。
3. 20世纪初，对于半导体材料的研究取得了重大突破。
1914年，德国物理学家卡尔·文策尔提出了半导体的电子能带理论，为后来的光伏材料研究奠定了基础。
4. 1954年，贝尔实验室的德鲁·查普曼和卡尔文·富勒等科学家发现了硅材料的光电效应，并成功制造出了第一块高效率的硅太阳能电池。
这是现代光伏技术的里程碑。
5. 1960年代至1970年代，随着对光伏材料的研究不断深入，出现了多种新型的光伏材料，如化合物半导体（如镓砷化物、铜铟镓硒等）、有机光伏材料等。
这些材料具有高效率和较低成本的特点。
6. 1980年代至1990年代，太阳能产业开始迅速发展。
硅材料仍然是主流，但研究人员对于提高太阳能电池效率和降低成本进行了大量努力。
同时，对于新型材料的研究也在
不断进行。
7. 进入21世纪，光伏材料领域取得了更多突破。
利用纳米技术、多晶硅、薄膜太阳能电池等新技术不断涌现，使得光伏电池的效率不断提高，并且成本逐渐下降。
总的来说，光伏材料的发展经历了从早期的硒材料到现代的多种半导体材料的演进过程。
科学家们不断探索新型材料和制造工艺，目标是提高太阳能电池的效率和降低成本，以推动可再生能源的广泛应用。
光伏材料的研究及其在新能源开发中的应用
光伏材料的研究及其在新能源开发中的应用光伏材料是指能够将太阳能转化为电能的材料，近年来，随着对能源可持续发展问题的日益重视，光伏材料的研究和开发逐渐成为一个热门领域。
本文将探讨光伏材料的研究发展、应用现状及其在新能源开发中的作用。
一、光伏材料研究发展光伏材料的发展始于20世纪50年代，当时，单晶硅被发现具有光电转换的能力，成为了最早应用于光伏电池制造的材料之一。
目前，光伏材料种类繁多，包括单晶硅、多晶硅、铜铟镓硒等无机材料以及聚合物、碳纳米管等有机材料，这些材料的性能和应用场景也不尽相同。
以单晶硅为例，它的电子结构和物理特性决定了其在光伏电池中的重要地位。
单晶硅能够实现高电子迁移率和长寿命，因此其在太阳能电池的效率、可靠性、使用寿命等方面都有着较为优异的表现。
但是单晶硅的制造成本和能源消耗很高，这也成为了其应用受限的主要因素。
铜铟镓硒材料则因具有优异的光吸收特性、高效能转换率、稳定性等优点，被认为是光伏材料的前途所在。
相较于单晶硅，其制造成本更低且能源消耗更少，且可以应用于大量生产。
不过，铜铟镓硒材料也存在着发电效率低、生产工艺难、资源富集不足等问题。
二、光伏材料在新能源开发中的应用光伏材料的应用已经不再局限于传统的太阳能电池，而是逐渐拓展到更广泛的领域。
下面从几个方面阐述光伏材料在新能源开发中的应用。
1. 太阳能光伏电池太阳能光伏电池是光伏材料的主要应用领域。
传统的太阳能电池使用单晶硅等无机材料作为基础材料，通过光电转换将太阳能转化为电能。
近年来，随着新型光伏材料不断推出，太阳能光伏电池的效率和稳定性也在不断提高，促进了太阳能发电技术的发展。
2. 储能系统光伏材料在储能系统中也有着广泛的应用。
光伏发电系统通过光电转换将太阳能转化为电能，将多余的电能储存在电池中，在需要时进行调用。
由于太阳能发电存在着波动性，因此储能系统对能源的稳定供应起着重要作用。
铅酸蓄电池、锂离子电池等大量储能系统选择使用光伏材料进行电池制造，以提高电池的效率和稳定性。
光伏技术的发展及其应用
光伏技术的发展及其应用近年来，随着环保意识的不断提高和能源需求的增长，光伏技术逐渐受到人们的关注。
光伏技术是指利用太阳能进行发电的一种技术，其发电过程无需燃料消耗，不会产生污染，具有低碳、环保的特点，逐渐成为替代传统化石能源的选择。
一、光伏技术的发展历程早在19世纪，人们就开始利用光电效应进行实验，但直到20世纪50年代，太阳电池才真正开始应用于生产实践。
随着技术的不断发展，太阳能电池的效率不断提高，成本不断降低，以至于光伏发电逐渐成为一种具有广泛应用前景的新兴能源。
二、光伏技术的应用1、屋顶光伏发电系统屋顶光伏发电系统可以将太阳能转化为电能，供家庭使用，既可以减少能源消耗，又可以减少家庭能源支出。
2、公共设施光伏发电系统公共设施光伏发电系统是在公共场所，如学校、医院、商场等设立太阳能电池板，将光能转化成电能供公众使用，减少对传统能源的浪费。
3、光伏农业光伏农业利用光伏发电的技术特点，将太阳能电池板设立在农业用地上，在发电的同时，为农业生产提供遮阳、保温和灌溉的作用，增加了农业的收成。
4、光伏制氢技术光伏制氢技术是指利用太阳能发电，将电能转化为化学能，利用化学反应产生氢气，将其储存起来便于使用，为替代传统化石能源提供了一种可行的解决方案。
三、光伏技术的前景目前，中国已成为世界上最大的光伏市场之一，随着技术的不断发展和成本的不断降低，光伏技术正在逐渐向普及化方向发展。
未来，光伏技术将在能源领域发挥更加重要的作用，在推进能源低碳化、减少污染等方面发挥积极作用。
总之，光伏技术作为一种清洁、环保、具有广泛应用前景的新兴能源，将逐渐走进人们的生活和生产中。
我们需要加大对光伏技术的投入和研发，努力将光伏技术发展成为可持续发展的重要支柱之一。
光伏技术的现状与发展趋势
光伏技术的现状与发展趋势近年来，光电化学技术在能源、环境、污染治理等方面得到了广泛、深入的应用，绿色能源俨然已经成为世界发展的新趋势。
而光伏技术作为绿色能源的代表，其发展与应用似乎已成为社会发展不可或缺的重要一环。
本文将探讨光伏技术的现状与未来发展趋势。
一、光伏技术的现状光伏技术是利用太阳能将光能转化为电能的一种技术，是利用半导体材料的光电特性制成太阳能电池，光子激发物质的电子，通过晶体管的结构将电子移动，形成电流输出。
光伏电池具有无污染、安全可靠、自动化程度高、使用成本低的特点。
当前，光伏技术在很多领域都有广泛的应用，如太阳能电池板、太阳能灯、太阳能汽车、太阳能航空器等，而且在现代建筑中也逐渐得到广泛的应用，如太阳能窗、太阳能墙、太阳能屋等。
特别是在电力领域，光伏技术被广泛应用于分布式能源、电力互联网等领域。
目前，中国是光伏领域的全球第一大国，已经成为全球的太阳能制造中心。
数据显示，2019年中国光伏发电装机容量超过了200GW，发电量达到了1900亿千瓦时，占全球总发电量的一半以上。
但是，由于光伏技术的制造和安装成本仍然比较高，因此，由此造成的电价也较高，目前还需要继续探索和研究以降低成本和提高效率。
二、光伏技术的未来发展趋势1.带有储能装置的新型光伏电站预计未来，光伏电站将逐渐向大型化、智能化、可持续性方向发展。
新型光伏电站将要将储能装置和光伏电站结合在一起，高效储能可供24小时使用。
2.浮动型光伏电站由于挤压地球的有限闲置土地，新型光伏电站已开始向水面或海洋面体系方向转变。
利用浮动结构灵活性和低成本特征，能够在水面上便捷地布置和维护。
3. 光伏材料的改进与创新新型的光伏材料的推陈出新，将带来更大的效能提升和成本降低。
其中，有机光伏，薄膜光伏以及其他新型材料光伏等都是光伏发电领域的发展重点。
4. 配合其他能源来提高工作模式光伏发电随着它成为市场主流之一，其供电模式也将不再是纯天然能源，在特定的情况下，其他绿色能源和光伏光伏发电将协调工作。
太阳能光伏技术的发展与应用前景
太阳能光伏技术的发展与应用前景随着人类对可再生能源的迫切需求和对环境问题的关注，太阳能光伏技术作为一种清洁、高效、可持续的能源解决方案，正逐渐成为全球范围内的主流能源。
本文将从太阳能光伏技术的发展历程、现状和应用前景三个方面进行探讨。
一、太阳能光伏技术的发展历程太阳能光伏技术的历史可以追溯到19世纪末，当时的热电效应首次揭示了太阳能光伏转换的基本原理。
随后，20世纪60年代，半导体技术的快速发展为太阳能光伏领域提供了基础。
1960年，美国贝尔实验室的研究人员发明了第一块高效率的硅太阳能电池。
此后几十年，太阳能电池的效率不断提高，价格不断下降，太阳能光伏技术逐渐接近商业化阶段。
二、太阳能光伏技术的现状目前，全球光伏市场已经取得了长足的进展。
根据国际能源署的数据，截至2019年底，全球累计光伏发电装机容量达到580吉瓦，相当于5800万千瓦。
中国是全球光伏市场最大的国家，光伏发电装机容量超过205吉瓦，占全球的三分之一。
除了中国，美国、日本、德国等国家也在光伏领域取得了较大的进展。
太阳能光伏技术的主要应用领域包括住宅和商业建筑的屋顶光伏发电系统、农业光伏技术、光伏电站等。
尤其是在发展中国家，太阳能光伏技术为解决能源贫困和大规模电化的问题提供了希望。
光伏发电技术改变了以传统燃煤发电为主的能源结构，大大减少了对化石能源的依赖，降低了能源的污染。
三、太阳能光伏技术的应用前景在未来几年，太阳能光伏技术有望继续快速发展，并成为全球能源供应的重要组成部分。
一方面，随着技术的进一步改进和成本的进一步降低，太阳能电池的效率将不断提高，光伏发电的成本将进一步下降。
根据市场研究机构的数据，预计到2030年，太阳能光伏发电的成本将比传统能源如煤炭和石油更低，甚至接近甚至低于天然气。
这将促使更多的国家和地区采用太阳能光伏技术来满足日益增长的能源需求。
另一方面，太阳能光伏技术还有着广阔的应用前景。
除了传统的光伏电池板，太阳能电池还可以灵活应用于建筑材料、智能电网、电动汽车等领域。
太阳能光伏技术
太阳能光伏技术太阳能光伏技术作为可再生能源的一种重要形式，已经成为解决能源危机和环境问题的关键技术之一。
本文将对太阳能光伏技术的原理、应用、发展前景以及对环境的影响等方面进行深入探讨。
一、太阳能光伏技术的原理太阳能光伏技术是通过太阳光的照射，将光能直接转化为电能的一种技术。
其原理主要是利用光伏效应，即当太阳光照射到光伏电池上时，光子的能量被光伏电池中的半导体材料吸收，并激发出电子和空穴的对。
这些电子和空穴在材料内部运动，形成电流，从而产生直流电能。
而太阳能光伏技术则是将这种直流电能通过逆变器转换为交流电能，以供电器设备使用。
二、太阳能光伏技术的应用太阳能光伏技术的应用范围非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 太阳能光伏发电：利用太阳能光伏技术建设光伏电站，通过大规模光伏电池组成的光伏阵列吸收太阳光能，实现电能的产生。
这种发电方式具有无污染、可再生、可靠性高等优点，逐渐成为全球能源领域的重要组成部分。
2. 太阳能光伏热水器：太阳能光伏技术还可以应用于家庭普及的太阳能热水器中。
通过光伏电池组件将太阳光能转化为电能，用来驱动热水器的加热系统，实现热水的供应，达到节能环保的目的。
3. 太阳能光伏路灯：在城市道路、公园等场所，可以采用太阳能光伏技术来建设光伏路灯。
这种路灯利用太阳能光伏技术，将太阳光转换为电能储存在电池中，并在夜晚通过光控传感器自动开启路灯，提供道路照明，大大节约了能源，并减少了环境污染。
三、太阳能光伏技术的发展前景太阳能光伏技术在未来的发展前景非常广阔。
随着能源危机和环境问题的日益凸显，人们对于可再生能源的需求和重视程度也在不断提高。
太阳能作为免费、无限可用的能源，具有巨大的潜力和市场需求。
同时，太阳能光伏技术的成本不断下降，效率不断提高，使得太阳能光伏技术的应用变得更加可行和可持续。
预计未来，太阳能光伏技术将在全球范围内得到进一步的推广和应用，成为主导能源形式之一。
四、太阳能光伏技术对环境的影响太阳能光伏技术作为清洁能源形式，对环境影响较小。
光电材料的应用及发展趋势
光电材料的应用及发展趋势随着科技的不断进步，光电材料的应用范围也越来越广泛。
光电材料是指能够将光能转化为电能的物质，包括光伏材料、光电存储材料、光触媒材料等。
在各个领域中，光电材料都扮演着重要的角色。
本文将从光伏材料、光电存储材料、光触媒材料等三个方面来探讨光电材料的应用及发展趋势。
一、光伏材料光伏材料是指能够将光能转化为电能的半导体材料，光伏发电被誉为是未来能源的主力军之一。
当前，光伏产业已经成为全球最具前景的产业之一，光伏电池已被广泛应用于太阳能光伏发电、人造卫星及航天器的电源等方面。
而随着人们对于环境的日益重视，光伏应用也越来越广泛。
在光伏领域，单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化太阳能电池等材料成为了主流。
单晶硅具有转换效率高、稳定性好、硅片利用率高等特点，是目前最主要的太阳能电池基板材料。
但其生产成本较高，不利于推广使用。
而多晶硅采用高温化学气相沉积法生产，不仅生产成本低、利用率高而且具有较高的转换效率，逐渐成为了太阳能电池的主流。
而非晶硅是一种薄膜太阳能电池材料，因其生产成本低、薄膜材料节约、制作工艺简单等优点，逐渐被广泛应用。
染料敏化太阳能电池是一种新型、具有潜在广泛应用前景的太阳能电池材料。
它采用了新颖的管状晶体染料、染料/半导体等介质材料，生产成本低、适用性强，成为了解决新能源电池技术瓶颈的一种新型材料。
二、光电存储材料光电存储材料是指能够将光信号转化为电信号并存储的材料。
光电存储材料是一种比传统的存储材料更快、更安全、存储容量更大的存储方式。
目前，光电存储材料广泛应用于光电存储器等领域，其中最常用的是硒化铷材料和光致变色材料。
硒化铷具有较高的速度和稳定性，常用于激光、雷达等设备的光电存储中。
而光致变色材料是一种特殊的光电存储材料，其可以通过光反复地变色，并具有稳定存储能力。
它的应用领域也在不断拓展，比如智能手机背板材料、保险箱防盗锁等。
三、光触媒材料光触媒材料是指通过一定波长和强度的光照射，使某些可分解有害气体、污染物质等杂质得到催化分解的材料。
新型能源材料与光伏技术的发展与应用
新型能源材料与光伏技术的发展与应用近年来，随着全球可再生能源的迅速发展，新型能源材料成为研究的热点之一。
其中，光伏技术作为一种利用太阳能转化为电能的技术，受到广泛关注。
本文将从新型能源材料的发展和光伏技术的应用两个方面进行探讨。
一、新型能源材料的发展1.1 钙钛矿太阳能电池钙钛矿太阳能电池是近年来兴起的一种新型高效光伏材料。
它具有光吸收范围广、转换效率高、制备工艺简单等优势，被认为是改变光伏行业面貌的“黑马”。
研究者通过改变硅基、钙钛矿钙和钙钛矿钛的比例，实现了钙钛矿太阳能电池的高效率制备。
这种新型能源材料的发展为可再生能源的大规模应用提供了可能。
1.2 有机太阳能电池有机太阳能电池是利用有机分子材料将太阳光能转化为电能的一种新型技术。
它具有制备工艺简单、成本低廉、透明可弯曲等优势，为户外设备、充电设备等领域的应用提供了新的解决方案。
然而，由于有机分子的稳定性和寿命较短，有机太阳能电池在实际应用中仍面临许多挑战，如提高转换效率、改进稳定性等。
二、光伏技术的应用2.1 太阳能发电光伏技术最为广泛的应用就是太阳能发电。
随着硅基太阳能电池的大规模生产和应用，太阳能发电已经成为可再生能源发电中的重要一环。
太阳能发电以无污染、无噪音、无需燃料等优势被广泛用于家庭、工业和商业领域。
此外，太阳能发电的智能化和集成化发展也为光伏技术的应用带来了新的机遇。
2.2 充电设备光伏技术的应用还延伸到充电设备领域。
随着移动设备的普及和应用领域不断扩大，光伏充电设备成为满足人们充电需求的新选择。
通过利用光伏电池板将太阳光能转化为电能，为移动设备提供绿色、便捷的充电方式。
光伏充电设备的应用不仅解决了传统充电方式的限制，还符合可持续发展的理念。
2.3 光伏建筑光伏技术在建筑领域的应用也值得关注。
光伏建筑是指将太阳能电池板集成到建筑物中，实现建筑的自给自足和环保节能。
通过全面利用房屋屋顶、外墙等空间，将太阳能转化为电能供应给建筑系统和设备使用。
太阳能光伏技术发展趋势及应用前景分析
太阳能光伏技术发展趋势及应用前景分析近年来，太阳能光伏技术在能源领域引起了广泛的关注与研究。
由于其可再生、清洁、无污染、免费、广泛分布和可持续利用等优势，太阳能光伏成为了替代传统能源的一种重要选择。
本文将从太阳能光伏技术的发展趋势和应用前景两方面进行探讨，以期全面了解太阳能光伏技术的发展现状和未来发展趋势。
一、太阳能光伏技术的发展趋势1. 提高能源转换效率太阳能光伏技术的核心是将太阳能转化为电能。
目前，光伏电池的转换效率已经取得了很大的进展，其中单晶硅和多晶硅光伏电池的效率最高，可达到20%~23%，而新一代的多结光伏电池更是实现了更高的效率。
未来，科学家们将进一步改进材料和制造工艺，努力提高光伏电池的能源转化效率，以更大程度地发挥太阳能的作用。
2. 拓宽太阳能发电模式目前，太阳能光伏技术主要包括分布式发电和集中式发电两种模式。
分布式发电主要指的是将太阳能光伏系统直接安装在用户所需的地方，比如屋顶等，通过自发自用或卖给电网进行盈利。
而集中式发电则是将光伏电站集中建设在一处，以大规模发电为目的。
未来，随着技术的不断进步，太阳能光伏技术将更多地应用于各个领域，如农业光伏、水域光伏等，进一步拓宽太阳能发电的模式，提供更多的选择。
3. 发展新型光伏材料除了传统的硅材料外，科学家们还在探索和研究其他材料的光伏性质，如钙钛矿、有机光伏等。
钙钛矿光伏材料具有较高的光电转换效率和低成本的优势，吸引了众多研究者的关注。
而有机光伏材料则具有柔性、轻薄、可半透明等特点，适合应用于建筑、电子产品等领域。
未来，这些新型光伏材料的发展将推动太阳能光伏技术向更高效、更经济、更灵活的方向发展。
二、太阳能光伏技术的应用前景1. 清洁能源替代传统能源传统能源如煤炭、石油等不仅产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成严重污染，还存在枯竭的问题。
而太阳能光伏技术则是一种清洁、可再生的能源来源，其发电过程无噪音、无排放，不对环境造成污染。
光伏材料的发展及应用
光伏材料的发展及应用光伏材料是用于太阳能电池中的材料，通过将光能转化为电能，可以实现清洁能源的利用和可持续发展。
随着环保意识的增强和对可再生能源需求的不断增加，光伏材料的研发和应用已经成为全球科技领域的热点之一、光伏材料的发展经历了多个阶段，从单晶硅到多晶硅、薄膜太阳能电池，再到有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等新型材料的研究。
下面将详细介绍光伏材料的发展及应用。
第一阶段：单晶硅和多晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是最早应用的光伏材料之一，它具有高转化效率和长寿命的特点，但成本较高，制作工艺复杂。
多晶硅太阳能电池是单晶硅太阳能电池的改良版，制作工艺相对简单，并具有较高的转化效率。
这两种光伏材料凭借其优秀的性能在市场上占据主导地位，并成为太阳能发电行业的主流产品。
第二阶段：薄膜太阳能电池在单晶硅和多晶硅太阳能电池的基础上，科学家们开始研究制备新型的薄膜太阳能电池。
薄膜太阳能电池相对于传统的硅基太阳能电池来说，具有材料成本低、质量轻、柔性强等优点。
常见的薄膜太阳能电池材料有铜铟硒(CIGS)、铜铟镓硫(CIGS)、镉镓硫(CdTe)等。
这些材料的研究和应用使得太阳能电池的生产工艺变得更加简化，能够适应更广泛的应用场景。
第三阶段：有机太阳能电池有机太阳能电池采用了有机半导体材料，具有制造工艺简单、低成本、可弯曲等优势。
然而，有机太阳能电池的转化效率相对较低，且稳定性不如硅基太阳能电池。
尽管如此，科学家们仍在不断研究改进有机太阳能电池的性能，以提高其转化效率和稳定性。
有机太阳能电池的广泛应用可以为家庭和商业用电提供清洁的能源解决方案。
第四阶段：钙钛矿太阳能电池钙钛矿太阳能电池是目前最受瞩目的新型光伏材料之一，具有高转化效率、制作工艺简单、可调变色等特点。
钙钛矿太阳能电池的转化效率已经超过了多晶硅太阳能电池，并且材料成本相对较低。
然而，钙钛矿太阳能电池的稳定性和可靠性仍然是研究的焦点，科学家们正积极寻找解决方案，以提高其商业化应用的可行性。
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光伏材料的发展及应用摘要：太阳能光伏发电技术是集半导体材料、电力电子技术、现代控制技术、蓄电池技术及电力工程技术于一体的综合性技术是当今新能源发电领域的一个研究热点。
本文介绍了光伏发电技术的相关概念，综述了该领域的主要研究内容和应用现状，并对光伏发电产业的未来发展趋势进行分析。
关键词：太阳能电池材料；光伏发电材料0 引言随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗，能源危机成为世界各国共同面临的课题。
与此同时，化石能源造成的环境污染和生态失衡等一系列问题也成为制约社会经济发展甚至威胁人类生存的严重障碍。
新能源应用正成为全球的热点。
太阳能资源是最丰富的可再生能源之一，它分布广泛，可再生，不污染环境，是国际上公认的理想替代能源。
光伏发电是太阳能直接应用的一种形式。
作为一种环境友好并能有效提高生活标准的新型发电方式，光伏发电技术正在全球范围内逐步得到应用。
1太阳能光伏发电原理及运用材料1.1太阳能光伏发电的工作原理“光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式。
1839年，法国科学家贝克勒尔(A．E．Becqure1)首先发现了“光生伏打效应(Photovoltaic Effect)”。
然而，第一个实用单晶硅光伏电池(Solar Cel1)直到一个多世纪后的1954年才在美国贝尔实验室研制成功。
20世纪70年代中后期开始，光伏电池技术不断完善，成本不断降低，带动了光伏产业的蓬勃发展。
光伏发电原理如图1所示。
PN结两侧因多数载流子(N 区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形宽度很窄的空间电荷区w，建立自建电场E i。
它对两边多数载流子是势垒，阻挡其继续向对方扩散；但它对两边的少数载流子(N 区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用，能把它们迅速拉到对方区域。
稳定平衡时，少数载流子极少，难以构成电流和输出电能。
但是，如图la、b所示，光伏电池受到太阳光子的冲击，在光伏电池内部产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对，其中的光生非平衡少数载流子(即N 区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子)可以被内建电场E i牵引到对方区域，然后在光伏电池中的PN 结中产生光生电场E PV一当接通外电路时，即可流出电流，输出电能。
当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起，构成光伏电池组件，便会在太阳能的作用下输出功率足够大的电能。
[1](a)光子注入 (b)光生电场的形成图1 光伏发电原理1.2光伏发电运用到的材料光能使半导体材料内部的电荷分布状态发生变化，从而产生电动势和电流。
光电转换材料是通过光生伏特效应将太阳能转换为电能的材料，主要用于制作太阳电池。
太阳电池对光电转换材料的要求是转换效率高、能制成大面积的器件，以便更好地吸收太阳光。
而太阳电池主要原料有：晶体硅电池：多晶硅电池：多晶硅(polycrystalline silicon)及单晶硅电池：单晶硅(monocrystalline silicon)。
而多晶硅和单晶硅的原料都是多晶硅料(polysilicon),经过提拉（形成单晶硅）铸锭（形成多晶硅）。
另外的薄膜电池和第三代电池，大部分都是依靠不同的化学品进行层层的沉积合成，最后得到电池。
2 太阳能光伏发电材料的研究现状2.1 第一代光伏发电材料当前，太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材料，晶体硅包括单晶硅，多晶硅和非晶硅。
单晶硅是目前普遍使用的光伏发电材料，高效单晶硅电池的生产建立在高质量单晶硅材料和成熟的加工工艺基础上。
目前，单晶硅电池工艺已近成熟，提高其光电转换效率主要靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。
在光照充足的最佳角度，单晶硅电池的光电总转换效率可以达到 20%～24%。
多晶硅原料是半导体工业和光伏产业共同的上游原材料，多晶硅光电池的转换效率最高达 18.6%，明显不如单晶硅。
为适应光伏市场需求的持续稳定增长，太阳能电池企业不得不以较高的价格购买半导体级硅来生产光伏电池，这无疑增加了光伏产业的成本，制约了光伏产业的发展。
随着光伏产业的进一步发展，多晶硅的需求量会越来越大。
非晶硅太阳电池具有独特的优势：材料和制造工艺成本低、易于形成大规模生产能力。
a-Si 太阳电池易于实现集成化。
各种功率、输出电压、输出电流的器件都可以设计制造出来，可以较方便地生产适合不同需求的多种产品。
a-Si 太阳电池光吸收系数高、暗电导量低，适合制作手表电池、计算器电池等低功耗电源；a-Si 膜的硅网结构力学性能结实，适合在柔性的衬底上制作轻型的“大电池”；a-Si 太阳电池的制造方法灵活多样，可以制造建筑集成的电池，适合户用屋顶电站的安装。
非晶硅电池将发展为太阳能电池的主要产品之一，有很好的市场前景。
[2]2.2 第二代光伏发电材料第二代太阳电池的核心是一种可粘接的薄膜。
这种薄膜的优势：一是可以大批量、低成本地生产；二是能更好地利用太阳能。
该薄膜的表面呈绒面结构，在显微镜下观察，如同锉刀表面一般，粗糙的表面突起部分就像一座座小小的金字塔。
当阳光照在这种薄膜上，光线斜射入电池内，经过各斜面不同角度的折射后，光线又会从电池板的背面反射回表面，大部分光线还能再次从表面反射回电池内，如此多次反复，使光线在电池内的传播路线大大加长。
实验证明，光在这种电池内的传播路线是在表面光滑的电池体内所传播路线长度的 25倍，可大幅度地提高光能的利用效率。
以纳米TiO2为主的薄膜太阳电池，因其工作原理独特，生产成本低廉而引起了世界广泛关注。
纳米晶太阳电池（Nanocrystalline SolarCell）采用的是无机-有机复合体系，有效地把纳米技术与太阳电池结合。
首先采用无机纳米粒子制备多孔的薄膜，然后在薄膜的微孔中修饰有机染料分子或无机半导体粒子作为光敏剂，光敏剂吸收入射光后产生电子—空穴对，通过半导体颗粒使电荷转换效率提高，制备工艺简单，其制作成本仅为单晶硅电池的1/5，具有明显的价格优势。
作为一种低成本的太阳电池，在军事和民用方面具有很大的应用价值。
纳米晶太阳电池更展现了太阳电池新的发展方向。
[3] 2.3第三代光伏发电材料物理学家正试图寻找全新的途径研制新的太阳能电池，他们设想在单晶硅中掺入一些杂质，有意形成晶体内的缺陷，以利用这些缺陷导致额外的光电势能。
这样也许可以提高光子电流，但却会丢失一部分开路电压，因此要应用全新的材料。
从理论研究看，在阳光集中辐照时，利用希泽光电效应可能达到的光电转换效率的极限值为63.2%，但只有使用理想的材料才能达到。
若使晶体结构中形成的缺陷能准确无误地出现在所需要的地方，实际上也很难做到。
德国科学家正在进行这方面的实验，他们在单晶硅中掺入稀土金属元素铒（Er）来制造太阳电池，以测试它对转换效率可能产生的影响。
理论上讲，太阳电池的最高转换效率可以达到95%，但实际上最多也仅能达到85%。
对于研究太阳能的科学家们来说，能够在现今已取得的光电转换效率最好纪录（24.8%）的基础上，哪怕是取得小的进展都是了不起的成果。
现在如果用一种单一的太阳电池能达到30%的转换效率，那也是太阳电池技术发展的一个重大突破。
3 光伏发电电池材料的发展趋势现今市场上的太阳能电池模块有95%以硅为原材料，其中有60%为多晶硅，30%为单晶硅，预计这一现状还将持续一段时间。
对未来太阳能发电系统的发展而言，如何降低电池模块的成本是关键，是因为它占据了发电系统成本的60%，而模块成本中的20%取决于硅原材料成本，所以，如果保持如今的趋势发展下去，则原材料硅的短缺终将成为制约太阳能发展的瓶颈。
3.1改善原有的制备工艺并开发新工艺，提高硅原料的产量目前有研究报道了一些新的工艺方法：熔融析出法（Vapor to Liquid Deposition，VLD）和熔硅提纯法（Molten Silicon Refinement）。
在VLD法中，将三氯氢硅（SiHCl3）和氢气（H2）一起注入1500 ℃的石墨管中，形成硅熔融沉积，沉积速度比传统西门子方法快[10]。
未来的研究将开发更多新工艺，提高硅的产量。
[4]3.2开发新材料和新技术，降低硅的使用量通过重新评估材料技术并使用新的电池技术以提高能源效率，从而尽可能降低单位能量所消耗的硅，同时通过扩展设备和引入新的制备工艺来努力提高生产能力。
3.3第3代高效光伏电池具有潜在前景第1代晶体硅太阳电池对材料的需求限制了成本降低的潜力，长期以来人们一直试图用薄膜太阳电池取代第1代电池，然而，薄膜太阳电池的转换效率是要解决的主要问题，此外，薄膜电池的性能稳定性和生产成本也必须要达到大规模应用的要求。
目前从材料、工艺与理论研究等方面来看，太阳电池的光电转换效率还可以有很大提高，薄膜电池的发展也还有充足的发展空间。
第3代光伏电池主要是要解决电池能量的损失问题，第3代电池的理论概念及其工艺方法成为了太阳能电池研究领域的最前沿问题，若第3代光伏电池能够获得成功，将会对整个太阳电池领域的发展起到里程碑式的贡献。
[5]4 结论通过了解光伏发电转换原理，我了解了光伏发电过程中的一些发电材料的运用。
知道了光伏电池板是太阳能光伏发电系统中的基本核心部件。
同时，从第一代的最后以硅片为基础的材料，到第二代基于薄膜技术的光电材料，再到第三代高转换效率的薄膜光伏电池，无不展示了太阳能光伏发电技术的发展历程。
最后围绕提高光电转换效率以及降低电池材料的成本两大光伏发电材料研究热点叙述了未来光伏电池材料的发展趋势的主流方向。
新兴绿色能源的应用是当今世界发展的必然趋势，在新近的SNEC第六届国际太阳能产业及光伏工程展览会上，我们更是看到了光伏发电技术的重大突破。
我们相信科技创造未来，生活因此而改变。
参考文献[1] 昌金铭国内外光伏发电的新进展,2007.[2] 任新兵太阳能光伏发电工程技术化学工业出版社,2012[3] 黄宝圣太阳能电池的新进展[J] 化学教育，2002[5] 赵争鸣，刘建政，孙晓英，等太阳能光伏发电及其应用[M]．科学出版社，2005The development and application of the photovoltaic material Abstract: solar photovoltaic power generation technology is set for the semiconductor material, power electronic technology, modern control technology, battery technology and power engineering technology in an integrated technology is the new energy field a hot topic in the research area. This paper introduces the concepts of photovoltaic power generation technology, this paper reviews the main research contents of this field and application status of photovoltaic energy for the future of the industry development trend for analysis.Keywords: solar battery materials; Photovoltaic power generation materials。